Arduino और a4988 स्टेपर ड्राइवर मॉड्यूल के साथ नेमा 17 स्टेपर मोटर को नियंत्रित करता है

एक स्टेपर मोटर एक प्रकार की डीसी मोटर है जो असतत चरणों में काम करती है और निगरानी कैमरे से लेकर परिष्कृत रोबोट और मशीनों तक हर जगह उपयोग की जाती है। स्टेपर मोटर्स सटीक नियंत्रण प्रदान करते हैं, और टोक़, क्रांति के प्रति कदम और इनपुट वोल्टेज के आधार पर विभेदित किया जा सकता है। हमारे पिछले प्रोजेक्ट में, हमने Arduino का उपयोग करके 28-BYJ48 स्टेपर मोटर को नियंत्रित किया। 28-BYJ48 NEMA 14, NEMA17 जैसे अन्य स्टेपर मोटर्स की तुलना में अपेक्षाकृत कम टॉर्क है।

इस ट्यूटोरियल में, हम Arduino Uno और A4988 स्टेपर ड्राइवर मॉड्यूल का उपयोग करके NEMA17 स्टेपर मोटर को नियंत्रित करने जा रहे हैं । Nema17 स्टेपर मोटर में 28-BYJ48 की तुलना में उच्च टोक़ और उच्च ऑपरेटिंग वोल्टेज है। यहां स्टेपर मोटर की दिशा को नियंत्रित करने के लिए एक पोटेंशियोमीटर भी लगाया जाएगा।

घटक आवश्यक है

• Arduino UNO
• NEMA17 स्टेपर मोटर
• A4988 स्टेपर चालक मॉड्यूल
• 47 µf कैपेसिटर
• तनाव नापने का यंत्र

NEMA17 स्टेपर मोटर

Nema17 का संचालन सामान्य स्टेपर मोटर्स के समान है। NEMA 17 स्टेपर मोटर में 1.7 x 1.7-इंच का फेसप्लेट है, और इसमें आमतौर पर NEMA 14. जैसे छोटे वेरिएंट की तुलना में अधिक टॉर्क होता है। इस मोटर में छह लीड तार हैं, और रेटेड वोल्टेज 12 वोल्ट है। इसे कम वोल्टेज पर संचालित किया जा सकता है, लेकिन टॉर्क गिर जाएगा। स्टेपर मोटर्स वे कदम नहीं घुमाते हैं, और NEMA17 मोटर में 1.8 डिग्री का एक कोण है । इसका मतलब है कि यह हर चरण में 1.8 डिग्री को कवर करता है। NEMA17 के लिए वायरिंग आरेख नीचे दिया गया है।

जैसा कि आप देख सकते हैं कि इस मोटर में एक यूनीपोलर सिक्स-वायर की व्यवस्था है । ये तार दो विभाजित वाइंडिंग में जुड़े हुए हैं। ब्लैक, येलो, ग्रीन वियर्स पहली वाइंडिंग का हिस्सा होते हैं जहाँ ब्लैक सेंटर टैप होता है, और रेड एंड व्हाइट और ब्लू का कॉइल एंड होता है, जबकि रेड एक दूसरी वाइंडिंग का हिस्सा होता है, जिसमें व्हाइट सेंटर टैप और रेड और ब्लू कॉइल होते हैं। अंत तारों। आम तौर पर केंद्र नल के तार काट दिए जाते हैं।

NEMA17 के लिए प्रति क्रांति कदम

एक विशेष स्टेपर मोटर के लिए प्रति क्रांति के कदमों की गणना उस स्टेपर मोटर के चरण कोण का उपयोग करके की जाती है। तो मामले में, NEMA 17 कदम कोण 1.8 डिग्री है।

क्रांति प्रति कदम = 360 / कदम कोण 360 / 1.8 = 200 प्रति क्रांति

NEMA17 के विनिर्देशों

• रेटेड वोल्टेज: 12V डीसी
• चरण कोण: 1.8 डिग्री।
• चरणों की संख्या: 4
• मोटर की लंबाई: 1.54 इंच
• 4-तार, 8-इंच सीसा
• प्रति क्रांति 200 कदम, 1.8 डिग्री
• ऑपरेटिंग तापमान: -10 से 40 डिग्री सेल्सियस
• यूनिपोलर होल्डिंग टोक़: 22.2 ऑउंस-इन

यहां विभिन्न स्टेपर मोटर से संबंधित परियोजनाओं की भी जांच करें, जो न केवल विभिन्न माइक्रोकंट्रोलरों के साथ बुनियादी इंटरफेसिंग को बाधित करता है, बल्कि रोबोटिक्स परियोजनाएं भी हैं जिसमें स्टेपर मोटर शामिल है।

A4988 स्टेपर चालक मॉड्यूल

एक स्टेपर ड्राइवर मॉड्यूल एक स्टेपर मोटर के काम को नियंत्रित करता है। स्टेपर चालक विभिन्न चरणों के माध्यम से करंट स्टेपर मोटर को भेजते हैं।

A4988 नेमा 17 स्टेपर चालक एक microstepping ड्राइवर मॉड्यूल कि द्विध्रुवी स्टेपर मोटर्स नियंत्रित करने के लिए प्रयोग किया जाता है। इस ड्राइवर मॉड्यूल में एक अंतर्निहित अनुवादक है जिसका अर्थ है कि हम अपने नियंत्रक से बहुत कम पिन का उपयोग करके स्टेपर मोटर को नियंत्रित कर सकते हैं।

इस नेमा 17 मोटर ड्राइवर मॉड्यूल का उपयोग करते हुए, हम केवल दो पिन, यानी, स्टेप और दिशा का उपयोग करके स्टेपर मोटर को नियंत्रित कर सकते हैं। STEP पिन का उपयोग चरणों को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है जबकि मोटर की दिशा को नियंत्रित करने के लिए DIRECTION पिन का उपयोग किया जाता है। A4988 ड्राइवर मॉड्यूल पांच अलग - अलग चरण रिज़ॉल्यूशन प्रदान करता है: फुल-स्टेप, हफ़्फ़-स्टेप, क्वार्टर-स्टेप, आठ-स्टेप, और सोलहवें-स्टेप । आप रिज़ॉल्यूशन चयनकर्ता पिन ((MS1, MS2, और MS3) का उपयोग करके विभिन्न चरण रिज़ॉल्यूशन का चयन कर सकते हैं। इन पिनों की सत्य तालिका नीचे दी गई है:

MS1	MS2	MS3	माइक्रोस्टेप संकल्प
कम	कम	कम	पूर्ण चरण
उच्च	कम	कम	Step चरण (आधा चरण)
कम	उच्च	कम	Arter चरण (क्वार्टर चरण)
उच्च	उच्च	कम	1/8 चरण (आठवां चरण)
उच्च	उच्च	उच्च	1/16 चरण (सोलहवां चरण)

A4988 के विनिर्देशों

मैक्स। ऑपरेटिंग वोल्टेज: 35 वी

मिन। ऑपरेटिंग वोल्टेज: 8 वी

मैक्स। वर्तमान प्रति चरण: 2 ए

माइक्रोस्टेप रिज़ॉल्यूशन: पूर्ण चरण,, चरण, 1/ चरण, 1/8 और 1/16 चरण

रिवर्स वोल्टेज संरक्षण: नहीं

आयाम: 15.5 × 20.5 मिमी (0.6 ″ × 0.8.5)

सर्किट आरेख

Arduino के साथ Nema 17 स्टेपर मोटर को नियंत्रित करने के लिए सर्किट आरेख उपरोक्त छवि में दिया गया है। चूंकि A4988 मॉड्यूल में एक अंतर्निहित अनुवादक है, जिसका अर्थ है कि हमें केवल Arduino के लिए चरण और दिशा पिन को कनेक्ट करने की आवश्यकता है । स्टेप पिन का उपयोग स्टेप्स को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है जबकि दिशा को नियंत्रित करने के लिए दिशा पिन का उपयोग किया जाता है। स्टेपर मोटर एक 12 वी शक्ति स्रोत का उपयोग करके संचालित होती है, और ए 4988 मॉड्यूल अरडिनो के माध्यम से संचालित होता है। मोटर की दिशा को नियंत्रित करने के लिए पोटेंशियोमीटर का उपयोग किया जाता है।

यदि आप पोटेंशियोमीटर को दक्षिणावर्त घुमाते हैं, तो स्टेपर क्लॉकवाइज को घुमाएगा, और यदि आप पोटेंशियोमीटर एंटीक्लॉकवाइज घुमाते हैं, तो यह एंटीक्लॉकवाइज घूमेगा। एक 47 fromf संधारित्र का उपयोग बोर्ड को वोल्टेज स्पाइक्स से बचाने के लिए किया जाता है। MS1, MS2 और MS3 पिन डिस्कनेक्ट हो गए, इसका मतलब है कि ड्राइवर पूर्ण-चरण मोड में काम करेगा ।

नीचे तालिका में दिए गए Arduino Nema 17 A4988 के लिए पूर्ण कनेक्शन ।

क्र.सं.	A4988 पिन	संबंध
1	VMOT	बैटरी की + ve
२	GND	बैटरी की
३	VDD	Arduino के 5V
४	GND	Arduino का GND
५	एसटीपी	अरुडिनो का पिन 3
६	डिर	अरुडिनो का पिन 2
।	1 ए, 1 बी, 2 ए, 2 बी	स्टेपर मोटर

कोड स्पष्टीकरण

Arduino के साथ काम करने वाले वीडियो नियंत्रण Nema 17 के साथ पूरा कोड इस ट्यूटोरियल के अंत में दिया गया है, यहां हम प्रोजेक्ट के काम को समझने के लिए पूरा कार्यक्रम बता रहे हैं।

सबसे पहले, अपने Arduino IDE में स्टेपर मोटर लाइब्रेरी जोड़ें। आप यहाँ से स्टेपर मोटर लाइब्रेरी डाउनलोड कर सकते हैं।

उसके बाद NEMA 17 के लिए चरणों की संख्या को परिभाषित करें। जैसा कि हमने गणना की, नहीं। NEMA 17 के लिए प्रति क्रांति के कदम 200 है।

#शामिल # डेफिन STEPS 200

उसके बाद, पिन निर्दिष्ट करें कि ड्राइवर मॉड्यूल किससे जुड़ा है और मोटर इंटरफ़ेस प्रकार को टाइप 1 के रूप में परिभाषित करें क्योंकि मोटर चालक मॉड्यूल के माध्यम से जुड़ा हुआ है।

स्टेपर स्टेपर (STEPS, 2, 3); #define motorInterfaceType 1

अगला stepper.setSpeed फ़ंक्शन का उपयोग करके स्टेपर मोटर के लिए गति निर्धारित करें । एनईएमए 17 के लिए अधिकतम मोटर गति 4688 आरपीएम है लेकिन अगर हम इसे 1000 आरपीएम से अधिक तेज चलाते हैं तो जल्दी गिर जाता है।

शून्य सेटअप () { stepper.setSpeed ​​(1000);

अब में मुख्य पाश, हम A0 पिन से पोटेंशियोमीटर मूल्य पढ़ा जाएगा। इस लूप में, दो कार्य हैं एक पॉटवैल , और दूसरा पावल है । यदि वर्तमान मान, अर्थात, पॉटवैल पिछले मान से अधिक है, अर्थात, पावेल इससे दक्षिणावर्त दिशा में दस कदम आगे बढ़ेगा और यदि वर्तमान मान पिछले मान से कम है तो यह प्रति-दक्षिणावर्त दिशा में दस कदम आगे बढ़ेगा ।

पोटवाल = नक्शा (एनालॉगरेड (ए 0), 0,1024,0,500); if (potVal> Pval) stepper.step (10); अगर (पॉटवैल स्टेपर.स्टेप (-10); पवल = पोटवाल;

अब Arduino को अपने लैपटॉप से ​​कनेक्ट करें और Arduino IDE का उपयोग करके अपने Arduino UNO बोर्ड में कोड अपलोड करें, बोर्ड और पोर्ट नंबर का चयन करें और फिर अपलोड बटन पर क्लिक करें।

अब आप पोटेंशियोमीटर का उपयोग करके Nema17 स्टेपर मोटर की दिशा को नियंत्रित कर सकते हैं । परियोजना का पूरा काम नीचे दिए गए वीडियो में दिखाया गया है । यदि आपको इस परियोजना के बारे में कोई संदेह है, तो उन्हें नीचे टिप्पणी अनुभाग में पोस्ट करें।